SU757994A1 - Device for measuring parameters of single shock pulses - Google Patents

Device for measuring parameters of single shock pulses Download PDF

Info

Publication number
SU757994A1
SU757994A1 SU782619795A SU2619795A SU757994A1 SU 757994 A1 SU757994 A1 SU 757994A1 SU 782619795 A SU782619795 A SU 782619795A SU 2619795 A SU2619795 A SU 2619795A SU 757994 A1 SU757994 A1 SU 757994A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
channel
measuring
pulse
Prior art date
Application number
SU782619795A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Anatolij P Popov
Evgenij M Kuznetsov
Evgenij N Kosinov
Original Assignee
Omskij Polt Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omskij Polt Inst filed Critical Omskij Polt Inst
Priority to SU782619795A priority Critical patent/SU757994A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU757994A1 publication Critical patent/SU757994A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

621.317.7621.317.7

(088.8)(088.8)

1one

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к технике измерения быстропротекающих процессов совокупно с первичным преобразователем неэлектрической вели- 5 чины, предназначенно для исследования ударных, взрывных процессов, исследования поведения материалов, устройств при ударном нагружении или других физических или химических КThe invention relates to electrical engineering, in particular, to the technique of measuring fast processes together with a non-electric primary transducer, intended for studying shock, explosive processes, studying the behavior of materials, devices under shock loading or other physical or chemical K

явлений, протекающих в течение короткого промежутка времени.phenomena occurring in a short period of time.

Известны устройства для измерения пиковых значений однократных сигналов и измерителей временных интервалов от момента появления сигнала до его амплитудного значения, построенные на основе последовательно включенных пиковых детекторов с постепенно нарастающей постоянной времени 2( разряда накопительных конденсаторов, развязанных между собой катодными повторителями [1] .There are known devices for measuring peak values of single signals and measuring time intervals from the moment of appearance of a signal to its amplitude value, based on sequentially connected peak detectors with a gradually increasing time constant 2 (discharge storage capacitors untied by cathode repeaters [1].

В таких устройствах возможно обеспечить запоминание пикового значения 2Ϊ входного сигнала лишь на' непродолжительное время, измеряемое единицами секунд. Это обусловлено сравнительно низким обратным сопротивлением диодов ,через Которые разряжается запэми-3(In such devices, it is possible to ensure that the peak value of the 2Ϊ input signal is stored only for a short time, measured in units of seconds. This is due to the relatively low reverse resistance of the diodes through which zapami-3 is discharged (

22

нающий конденсатор. Кроме того, необ· ходимы лампы с высокоэффективной эмиссией катода, которые обладают, как известно, малым сроком службы.capacitor capacitor. In addition, lamps with highly efficient cathode emission, which are known to have a short service life, are necessary.

Известны также устройства измерения параметров однократных ударных импульсов, содержащие канал измерения максимального значения импульса, включающий сравнивающее устройство, первый вход которого служит входом устройства и подключен к цепи началь ного смещения, а выход соединен с диодом, последовательно с которым включен зарядный транзистор, запоминающий конденсатор, соединенный со входом повторителя напряжения, выход которого соединен со вторым входом сравнивающего устройства, через пере ключатель - со входом измерительного устройства, через защитный стабилитрон - с общей шиной устройства и через резистивный делитель напряжения со своим инверсным входом, и канал измерения длительности импульса до максимального значения, вход которого подключен к выходу сравнивающего устройства [2] .Also known are devices for measuring parameters of single shock pulses, which contain a channel for measuring the maximum pulse value, which includes a comparison device, the first input of which serves as an input to the device and is connected to an initial bias circuit, and the output is connected to a diode, in series with which a charging transistor, a storage capacitor, connected to the input of the voltage follower, the output of which is connected to the second input of the comparison device, through a switch to the input of the measuring device Twa through protective Zener diode - to the common bus and the device through the resistive voltage divider with its inverting input, and measuring the channel pulse width to its maximum value, whose input is connected to the output of the comparator [2].

Недостаток этого устройства заклюThe disadvantage of this device is

чается в следующем.It is as follows.

33

757994757994

4four

Устройство не позволяет получить длительного времени запоминания пикового значения, так как зарядный диод обладает сравнительно большим обратным током утечки. Стремление увеличить время запоминания амплитудного значения однократного сигнала за счет увеличения емкости накопительного конденсатора приводит к увеличению динамической погрешности запоминания амплитуды импульса.The device does not allow you to get a long time of remembering the peak value, since the charging diode has a relatively large reverse leakage current. The desire to increase the time of memorizing the amplitude value of a single signal by increasing the capacitance of the storage capacitor leads to an increase in the dynamic error of the amplitude memory of the pulse.

Целью изобретения является увеличение точности измерения параметров ударных импульсов.The aim of the invention is to increase the accuracy of measurement of parameters of shock pulses.

Поставленная цель достигается.тем, что в устройстве измерения параметров однократных ударных импульсов, содержащем канал измерения максимального значения импульса, включающий сравнивающее устройство, первый вход которого служит входом устройства и подключен к цепи начального смещения, а выход - с диодом, последовательно с которым включен зарядный транзистор, запоминающий конденсатор, соединенный со входом повторителя напряжения, выход которого соединен со вторым входом сравнивающего устройства, через переключатель - со входом измерительного устройства, через защитный стабилитрон - с общей шиной устройства и через резистивный делитель напряжения - со своим инверсным входом, ц канал измерения длительности импульса до максимального значения, вход которого подключен к выходу сравнивающего устройства, база·зарядного транзистора подключена к выходу повторителя напряжения, а эмиттер через выравнивающее сопротивление соединен с базой этого транзистора, а какал измерения длительности импульса до максимального значения выполнен в виде введенных в устройство входного управляющего ключа, источника тока, накопительного конденсатора и второго канала измерения максимального значения импульса, выход ключа и источника тока соединены с накопительным конденсатором и входом второго канала измерения максимального значения импульса, а выход последнего через переключатель подключен к измерительному устройству.This goal is achieved. In the device for measuring parameters of single shock pulses, containing a channel for measuring the maximum pulse value, including a comparison device, the first input of which serves as the device input and is connected to the initial bias circuit, and the output with a diode, in series with the charging a transistor, a storage capacitor connected to the input of the voltage follower, the output of which is connected to the second input of the comparison device, through a switch to the input of the measuring device through a protective Zener diode — with a common device bus and through a resistive voltage divider — with its inverse input, c the pulse width measurement channel to the maximum value, the input of which is connected to the output of the comparison device, the base of the charging transistor is connected to the output of the voltage follower, and the emitter through the equalizing resistance is connected to the base of this transistor, and how to measure the pulse duration to the maximum value is made in the form of an input pack introduced into the device ulation key, a current source, a storage capacitor and a second channel for measuring the maximum value of the pulse, the output key and a current source connected to the storage capacitor and the input of the second measurement channel maximum pulse, and the output of the last switch is connected through to the measuring device.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

Устройство содержит канал измерения максимального значения импульса 1, состоящий из сравнивающего устройства 2, выполненном, например, на основе операционного усилителя; сравнивающее устройство 2 имеет два входа,' на один из них - первый вход (обозначен знаком поступаетThe device comprises a channel for measuring the maximum value of pulse 1, consisting of a comparison device 2, made, for example, on the basis of an operational amplifier; comparing device 2 has two inputs, 'one of them is the first input (indicated by the sign comes

входной сигнал, а второй - инверсный вход (обозначен знаком - соединен с выходом канала измерения максимального значения,' помимо сравнивающего устройства 2 канал 1 содержит диод 3, зарядный транзистор 4, запоминающий конденсатор 5, повторитель напряжения, выполненный, например, на операционном усилителе 6 с полевым входным транзистором, резистивный делитель 7,the input signal, and the second - an inverted input (indicated by a sign - connected to the output of the maximum value measurement channel, besides the comparing device 2, channel 1 contains a diode 3, a charging transistor 4, a storage capacitor 5, a voltage follower made, for example, at an operational amplifier 6 field-effect transistor, resistive divider 7,

8, защитный стабилитрон 9, выравнивающий резистор 10, разрядную кнопку 11, измерительный прибор 12,* канал измерения интервала времени от начала входного импульса до его максимума 13, состоящий из генератора постоянного тока 14, управляемого ключа 15, накопительного конденсатора 16, второго канала измерения максимального значения импульса 17, второй разрядной кнопки 18.8, protective Zener diode 9, leveling resistor 10, bit button 11, measuring device 12, * channel measuring the time interval from the beginning of the input pulse to its maximum 13, consisting of a DC generator 14, a controlled switch 15, a storage capacitor 16, the second measurement channel the maximum value of the pulse 17, the second bit button 18.

Цепь начального смещения 19 и переключатель 20.The circuit of the initial offset 19 and the switch 20.

Устройство.работает следующим образом.The device works as follows.

Входной сигнал поступает на вход "+" сравнивающего устройства 2. в эту же точку подключен через ограничивающее сопротивление источник начального смещения. Выход сравнивающего устройства 2 связан с зарядной цепью, состоящей из последовательно включенного диода 3, транзистора 4, запоминающего конденсатора 5, а также подключен к управляющему входу ключа 15, выход которого в исходном состоянии шунтирует конденсатор 16, подключенный к источнику постоянного тока 14 и ко входу устройства регистрации максимального уровня напряжения 17 на конденсаторе 16. Выход канала 1 и выход устройства 17 связан со входом измерительного прибора постоянного напряжения 12. С целью защиты операционного усилителя сравнивающего устройства 2 от высокого уровня напряжения второй вход этого усилителя зашунтирован стабилитроном 9. Согласующий каскад на операционном усилителе б включен по схеме повторителя с коэффициентом передачи напряжения, равного единице. Это достигается соответствующим выбором резисторов 7 и 8. В идеальном случае, когда коэффициент усиления по напряжению операционного усилителя 6 равен оо ,·величина резистора 7 равна нулю.В реакальном усилителе величина резистора 7 составляет 0,5-2% от величины резистора 8.The input signal is fed to the input "+" of the comparator device 2. To the same point is connected through the source bias source limiting resistance. The output of the comparison device 2 is connected to a charging circuit consisting of a series-connected diode 3, a transistor 4, a storage capacitor 5, and is also connected to the control input of the switch 15, the output of which in its initial state shunts the capacitor 16 connected to the DC source 14 and to the input the device registering the maximum voltage level 17 on the capacitor 16. The output of channel 1 and the output of device 17 is connected to the input of a measuring device of constant voltage 12. In order to protect the operational amplifier, I compare From a high voltage level, the second input of this amplifier is shunted by a zener diode 9. A matching stage at the operational amplifier b is connected in a repeater circuit with a voltage transfer ratio equal to one. This is achieved by an appropriate choice of resistors 7 and 8. In the ideal case, when the voltage gain of the operational amplifier 6 is equal to oo, · the value of resistor 7 is zero. In a reversal amplifier, the value of resistor 7 is 0.5-2% of the value of resistor 8.

Перед началом работы устройство приводится в исходное состояние путем нажатия кнопок 11,18. Конденсаторы 5 и 16 разряжаются, на выходах. Выходы 21 и 22 образуют нулевое начальное напряжение.Before starting, the device is reset to its original state by pressing the buttons 11.18. Capacitors 5 and 16 are discharged at the outputs. Outputs 21 and 22 form a zero initial voltage.

За счет действия цепи смещения 19, создающей небольшое падение напряжения на внутреннем сопротивлении .источника сигнала и на входном сопротивлений сравнивающего устройства 2, на выходе сравнивающего устройства 2 образуется отрицательное напряже5Due to the action of the bias circuit 19, which creates a small voltage drop on the internal resistance of the signal source and on the input resistance of the comparison device 2, a negative voltage is generated at the output of the comparison device 2

757994757994

66

ние, благодаря чему ключ 15 надежно открыт и ток постоянного источника тока 14 проходит .через этот открытый ключ 15. На инверсном входе сравнивающего устройства 2 и на базе транзистора 4 напряжение практически равно нулю.thanks to which the key 15 is reliably opened and the current of the constant current source 14 passes through this public key 15. At the inverse input of the comparator device 2 and at the base of transistor 4, the voltage is almost zero.

С приходом положительного сигнала (когда его мгновенное значение превышает на несколько милливольт уровень начального смещения) выход сравнивающего устройства 2 приобретает положительный потенциал, начинается заряд конденсатора 5. Одновременно ключ 15 закрывается и начинается заряд конденсатора 16. Причем конденсатор 5 заряжается током усилителя сравнивающего устройства 2 через открытый транзистор 4, а конденсатор 16 заряжается по линейному закону током генератора тока 14.With the arrival of a positive signal (when its instantaneous value exceeds the level of the initial displacement by several millivolts), the output of the comparison device 2 acquires a positive potential, the charging of the capacitor 5 begins. At the same time, the key 15 closes and the charging of the capacitor 16 begins. Moreover, the capacitor 5 is charged by the current of the comparison device 2 open transistor 4, and the capacitor 16 is charged according to the linear law of the current generator 14.

В процессе нарастания входного сигнала напряжение на конденсаторе 5 будет отслеживать входной сигнал,так как если напряжение на выходе усилителя 6 превышает мгновенное напряжение на сигнальном входе сравнивающего устройства 2, последний переключается в область отрицательного выходного напряжения, и транзистор 4, закрывается, что приводит к прекращению подзаряда конденсатора 5, т.е. процесс заряда непрерывно регулируется сравнивающим устройством 2 и транзистором 4, являющимся по сути дела резистором, величина которого зависит от напряжения на конденсаторе 5.In the process of increasing the input signal, the voltage on the capacitor 5 will monitor the input signal, because if the voltage at the output of the amplifier 6 exceeds the instantaneous voltage at the signal input of the comparison device 2, the latter switches to the negative output voltage, and transistor 4 closes, which causes charge capacitor 5, i.e. the charging process is continuously regulated by the comparison device 2 and the transistor 4, which is essentially a resistor, the value of which depends on the voltage across the capacitor 5.

В тот момент, когда входное напряжение достигает максимального значения, т.е. первая производная по времени входного сигнала становится равной нулю, а затем изменяет свой знак, процесс подзаряда конденсатора 5 и конденсатора 16 заканчивается, так как напряжение на первом входе усилителя сравнивающего устройства 2 становится меньше напряжения на другом его входе,, в результате чего напряжение на выходе сравнивающего устройства 2 изменяет свой знак на обратный, что приводит к закрытию транзистора 4 и открыванию ключа 15.At that moment, when the input voltage reaches a maximum value, i.e. The first time derivative of the input signal becomes zero, and then changes its sign, the process of charging the capacitor 5 and the capacitor 16 ends, since the voltage at the first input of the amplifier of the comparison device 2 becomes less than the voltage at the other input, resulting in the output voltage comparing device 2 changes its sign to reverse, which leads to the closure of the transistor 4 and the opening of the key 15.

Поскольку канал 17 выполнен по такой же схеме, как и канал 1, то на его выходе будет зафиксировано напряжение, пропорциональное времени заряда конденсатора 16.Since channel 17 is made in the same way as channel 1, a voltage proportional to the charging time of capacitor 16 will be fixed at its output.

Повышение точности измерения в данном устройстве достигается за счет отсутствия разряда конденсатора 5 через зарядную цепь, состоящую из транзистора 4 и диода 3. ДиОд 3 и резистор 10 в данном случае защищают транзистор 4 от пробоя обратным напряжением, приложенным к переходу база-эмиттер после окончания процесса заряда конденсатора. Благодаря включению резистора 10 сум- .Improving the accuracy of measurement in this device is achieved due to the lack of discharge of the capacitor 5 through a charging circuit consisting of transistor 4 and diode 3. Diode 3 and resistor 10 in this case protect transistor 4 from breakdown by reverse voltage applied to the base-emitter junction after the process ends charge capacitor. Thanks to the inclusion of a resistor 10 sum-.

ма напряжений приложена в основном к диоду 3, переход эмиттер-база транзистора 4 находится под обратным напряжением, близким· к нулю. Из области коллектора заряды не поступают, так как область базы и область коллектора эквипотенциальны. За счет этого обеспечивается долгое время хранения заряда конденсатора 5, даже если величина его невелика, а также появляется возможность получить высокую скорость заряда накопительного конденсатора 5, т.е. практически исключить динамическую погрешность запоминания, не опасаясь перерегулирования из-за указанного способа включения зарядного транзистора.ma voltage is applied mainly to the diode 3, the transition emitter-base of the transistor 4 is under reverse voltage, close to zero. Charges do not come from the collector area, since the base area and the collector area are equipotential. This ensures a long storage time of the charge of the capacitor 5, even if its value is small, and it also becomes possible to obtain a high charge rate of the storage capacitor 5, i.e. virtually eliminate the dynamic inaccuracy of memorization, without fear of overshooting due to this method of switching on the charging transistor.

Инверсный вход сравнивающего устройства 2 защищен стабилитроном 9, который не оказывает влияния на работу канала 1 если уровень его выходного напряжения не превышает предельно допустимую величину, определяемую напряжением пробоя стабилитрона.The inverse input of the comparing device 2 is protected by a zener diode 9, which does not affect the operation of channel 1 if the level of its output voltage does not exceed the maximum permissible value determined by the breakdown voltage of the zener diode.

Применение канала 17, аналогичной 1, и ключа 15, управляемого сравнивающим устройством 2, позволяет Обеспечить достаточно точное измерение второго параметра ударного импульсадлительность импульса от начала его до максимального значения. Благодаря отмеченным выше особенностям схемного решения, устройство в целом приобретает следующие достоинства: обеспечивает получение более высокой точности измерения параметра ударных однократных импульсов (погрешность измерения менее одного процента), длительное время запоминания информации (время запоминания может достигать нескольких часов), позволяет уменьшить стоимость дополнительной измерительной аппаратуры, что весьма существенно при многоканальных измерениях .The use of channel 17, similar to 1, and key 15, controlled by a comparing device 2, allows for a sufficiently accurate measurement of the second parameter of the impact impulse duration of the pulse from its beginning to its maximum value. Due to the features of the circuit solution noted above, the device as a whole acquires the following advantages: it provides higher accuracy of measurement of the parameter of shock single pulses (measurement error less than one percent), long information memorization time (memory time can reach several hours), allows reducing the cost of additional measuring instrumentation, which is very important for multi-channel measurements.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство измерения параметров однократных ударных импульсов, содержащее канал измерения максимального значения ·импульса, включающий сравнивающее устройство, первый вход которого служит входом устройства и подключен к цепи начального смещения, а выход - с диодом, последовательно с которым включен зарядный транзистор, запоминающий конденсатор, соединенный со входом повторителя напряжения, выход которого соединен со вторым входом сравнивающего устройства, через переключатель - со входом устройства, через защитный стабилитрон с общей шиной устройства и через резистивный делитель напряжения - со своим инверсным входом, и канал измерения длительности импульса до мак7A device for measuring parameters of single shock pulses, containing a channel for measuring the maximum value of a pulse, including a comparing device, the first input of which serves as an input to the device and is connected to an initial bias circuit, and the output to a diode in series with a charging transistor that stores a capacitor connected to the input of the voltage follower, the output of which is connected to the second input of the comparison device, through a switch to the input of the device, through a protective zener diode with a common bus devices and through a resistive voltage divider - to its inverting input, and measuring the channel pulse width to mak7 757994757994 8eight симального значения, вход которого подключен к выходу сравнивающего устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, база зарядного транзистора подключена к выходу повторителя напряжения, а эмиттер через. выравнивающее сопротивление соединен с базой этого транзистора, а канал измерения длительности импульса до максимального значения выполнен в виде введенных в устройство входного управляемого ключа, источника тока, накопительного конденсатора и второго канала измерения максимального значения импульса, выходы ключа и источника тока соединены с накопительным конденсатором и входом второго канала измерения максимального значения импульса, а выход последнего через переключатель подключен к измеритель ному устройству.the maximum value, the input of which is connected to the output of the comparison device, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, the base of the charging transistor is connected to the output of the voltage follower, and the emitter through. the equalizing resistance is connected to the base of this transistor, and the pulse width measurement channel to the maximum value is made in the form of an input controlled key entered into the device, a current source, a storage capacitor and a second pulse maximum measurement channel, the key outputs and the current source are connected to a storage capacitor and input the second channel of measurement of the maximum value of the pulse, and the output of the latter through a switch is connected to the measuring device.
SU782619795A 1978-05-15 1978-05-15 Device for measuring parameters of single shock pulses SU757994A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782619795A SU757994A1 (en) 1978-05-15 1978-05-15 Device for measuring parameters of single shock pulses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782619795A SU757994A1 (en) 1978-05-15 1978-05-15 Device for measuring parameters of single shock pulses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU757994A1 true SU757994A1 (en) 1980-08-23

Family

ID=20766388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782619795A SU757994A1 (en) 1978-05-15 1978-05-15 Device for measuring parameters of single shock pulses

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU757994A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1163826A (en) Capacitive level sensing device
SU757994A1 (en) Device for measuring parameters of single shock pulses
GB1403711A (en) Ignition test instrument
US3644751A (en) Digital capacitance meter
SU900217A1 (en) Digital resistance meter
SU376729A1 (en) CONDENSING FREQUENCY
RU1835519C (en) High-voltage meter
RU1812509C (en) Device for measuring of high voltage
SU851290A1 (en) Converter of transistor current transmission coefficient to frequency
SU759981A1 (en) Digital ohmmeter
SU832700A1 (en) Peak detecting device
SU530334A1 (en) Time-impulse dividing device
SU650229A1 (en) Pulse amplitude-todc voltage converter
SU661737A1 (en) Adjustable frequency generator
SU684733A1 (en) Converter of capacitor capacitance value into time-related voltage interval
SU402984A1 (en) DEVICE FOR FIXING ELECTRIC VALUES
SU525030A1 (en) Frequency meter
SU1707555A1 (en) Direct current voltage level indicator
SU453793A1 (en) VOLTAGE CONVERTER INTO THE FREQUENCY OF FOLLOWING PULSES •:?: '•: T be
SU1725158A1 (en) Method of and device for measuring capacitance
SU1166146A1 (en) Logarithmic function generator
SU645098A1 (en) Capacitance measuring method
SU401940A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE PARAMETERS OF SEMICONDUCTOR DEVICES
SU926721A1 (en) Analogue storage
SU995317A1 (en) Resistance-to-time internal converter